Acceleratori Medicali,
Industriali e PMI Laziali
LUIGI PICARDI – UTAPRAD ENEA Frascati
Novembre 2011
Sommario
• Brevi cenni storici
• Dai piccoli acceleratori di elettroni per IORT agli
acceleratori per protoni in ENEA
• Adroterapia e protonterapia
• Il progetto TOP IMPLART
• Conclusioni
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Acceleratori di Elettroni in ENEA
Dopo la chiusura del sincrotrone, nel 1974, le competenze di
fisica degli acceleratori di particelle presenti nel CNEN (ora ENEA)
furono messe a disposizione della innovazione in campo
applicativo e, in particolare, medicale.
Lavorando sinergicamente con altri laboratori interni come quelli
in Casaccia di Radiobiologia e di Metrologia delle radiazioni e con
realtà esterne come ISS, INFN, IRCSS come l’IFO, ed Università,
tali competenze furono trasferite
alla Società HITESYS (ex Irvin
Systems) di Aprilia. Ciò consentì
la realizzazione del sistema per
Radioterapia Intraoperatoria
(IORT) NOVAC7 (prima macchina
installata in un ospedale nel
1997)
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Acceleratori per
Radioterapia IntraOperatoria (IORT)
La IORT è una modalità di trattamento
radioterapico che consiste nella somministrazione
di una dose elevata (circa 1/3 di quella di una RT
tradizionale) di radiazione al residuo tumorale o al
letto tumorale esposto chirurgicamente tramite
un fascio collimato di elettroni.
Peculiarità: possibilità dell’impiego diretto in
sala operatoria
LINAC Realizzato presso
la TSC di Fiumincino
LINAC Realizzato da NRTAprilia
La ditta Hitesys su cui ENEA fece trasferimento di
know-how negli anni ‘90 si è poi sciolta dando origine
a due nuove società
La NRT, erede diretta della Hitesys situata negli stessi
locali ad Aprilia, continua a produrre il Novac 7
La SORDINA con sedi operative a Treviso e a Roma
che produce il modello LIAC, il cui prototipo fu
realizzato tramite il progetto IORT finanziato nel 20012003 dal MIUR
Piu’ di 40 macchine, tra NOVAC7 e LIAC,
sono operative in strutture ospedaliere.
Tali sistemi si stanno diffondendo anche sul
mercato estero sia europeo che transoceanico.
L’ENEA promuove ulteriori sviluppi.
•Unico altro competitor in campo interazione: Mobetron della
società INTRAOP
•Mercato in espansione – ottimi risultati riferiti annualmente alla
Conf Internaz ISIORT
•Target principali: TUMORI DELLA MAMMELLA, TUMORI DEL RETTO
LOCALMENTE AVANZATI, TUMORI DELLO STOMACO ed altri
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Ulteriori sviluppi in campo IORT
Cavità in Banda S
LINAC IORT12 in banda C
Realizzato presso la TSC
di Fiumincino
La società ADAM che,
collabora anche con la NRT,
ha commissionato ad ENEA
uno studio per lo sviluppo di
sistemi compatti in banda C
(5712 MHz) finalizzati a
diverse applicazioni tra cui la
IORT. La banda C riduce pesi
e dimensioni da metà a 1/3.
Cavità in
Banda C
LINAC IORT12 in banda C
Realizzato presso la TSC di
Fiumincino
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Adroterapia e Protonterapia
Picco di Bragg
•Adroterapia = radioterapia con protoni e
ioni
•Protonterapia = radioterapia con protoni
Assenza di
irradiazione
oltre una
certa
profondità
•Vantaggio rispetto alle altre tecniche:
Selettività spaziale che implica una
terapia conformazionale
•Maggior Risparmio degli organi sani
7 campi con
Raggi X –IMRT
2 campi con
Protoni - IMPT
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Diffusione della PT nel mondo e in Italia
In rosso i Centri già operativi, in blu
quelli operativi tra 2 anni
Rapporto dell’AIRO del 2004: in Italia i tumori trattabili con PT sono
16000/anno… ….si può stimare come necessario un numero di 4 o 5 centri di
protonterapia distribuiti per bacini di utenza di circa dieci milioni di abitanti
nelle diverse aree geografiche del nord, centro e sud dell’ Italia.
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Ostacoli alla diffusione capillare della PT
Gigantismo
Costi di impianto
Costi di gestione
Ritorno economico tardivo
Radioterapia
Convenzionale
Area di sviluppo
di un impianto
moderno di
protonterapia
Adroterapia - CNAO
Riduzione di
Costi di impianto
Costi di gestione
Ritorno
economico
rapido
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I Sistemi commerciali per Protonterapia sono costosi
ed invasivi: costo impianto 100-200 M€
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ITALIA: Impianto CATANA (Catania) ed impianto CNA (Pavia)
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The TOP- IMPLART Project
In 2008 the TOP-IMPLART (Intensity Modulated
Proton Linear Accelerator for RadioTherapy) was
setup in collaboration with con ISS e IFO, with the aim
of building a protontherapy linac to be housed in the
largest oncological hospital in Rome, IFO.
In 2010 it was approved the Funding of the
project with a 11 M€ grant from Regione Lazio,
Innovation Department
TOP-IMPLART Logo
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TOP IMPLART Layout
Fase 1, 150 MeV, Tumori
superficiali e Testa-collo
FASE 2, 230 MeV,
Tutti i tumori
Final Objective: A protonherapy centre based on a 230 MeV accelerator setup in two
phases. Involved Institutes: ENEA (technical units: APRAD, BIORAD), ISS, IFO
Involved Companies : NRT, CECOM, ADAM, TSC, …
Fundings: First phase, 11 M€ got from Regione Lazio, Innovation Department,
construction of the accelerator up to 150 MeV, in Frascati ENEA centre.
Total cost estimate 40-45 ML
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IMPLART-150 Accelerator
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SVILUPPO DEI COMPONENTI
modulo #1 SCDTL
Realizzato da
Busato e Satta (Fiumicino)
per Progetto TOP
Realizzato da TSC srl
(Fiumicino) per Progetto
SPARKLE
In realizzazione da CECOMNRT per Progetto ISPAN
(Regione Lazio)
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The ISPAN Project
ISPAN Project 2009 – 2011 (Ongoing)
570 kEuro grant from Regione Lazio– FILAS
Setup of a Radiobiology facility in Frascati with 2 beam outputs:
A 17 MeV horizontal beam for small animal irradiation
A 3-7 MeV vertical beam pointing upwards for cells irradiation
Leaders: NRT and CECOM companies
Co- Leaders ENEA and ISS
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Final layout (at IFO Hospital, Rome)
One Room facility - LINAC
In a Green field situation, the low beam losses
(35% transmission) and the low average
energy of the lost particles allow thinking of a
locally shielded accelerator, with single output
beam, able to scan the energy from max
(180-200 MeV) to min (60 MeV) electronically
The heavy shielding would only be necessary
for the treatment room.
This arrangement seems to be the optimized
setup for the lowest cost protontherapy plant
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Conclusions
Aim of TOP-IMPLART Project are
Setting up a proton therapy
facility highly innovative and compact in the Rome
area in collaboration with prestigious academic
institutions with scientific and clinical expertise
Promote the development
of a marketable product and transferring the knowhow to Italian industries, similarly to what done in the
field of IORT, in order to increase the Italian
technological potential and in particular the Lazio one,
in the field of 'High technology applied to the
biomedical sector’
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